2019年4月4日,由中國鐵建重工集團有限公司(以下簡稱鐵建重工)與中鐵十六局集團有限公司、中國鐵建國際集團有限公司為莫斯科地鐵聯合定製的5臺挑戰世界極寒環境盾構機中的首臺——「波麗娜」號盾構機順利實現莫斯科地鐵項目首條隧道的貫通,標誌著鐵建重工成功攻克了極寒地質條件下盾構施工這一世界級難題。
據了解,此次施工的莫斯科地鐵項目為莫斯科地鐵第三換乘環線西南段,總長約4.6公裡,包含維爾納站、米秋林站、阿米尼站3座地下車站、4個盾構區間共計9條隧道,是莫斯科市軌道交通網絡中地鐵換乘環線的重要組成部分,也是俄羅斯首次在地鐵建設中引進外國企業施工的項目。「波麗娜」號自2018年6月11日始發以來,經歷了長達5個月漫長冬季嚴寒氣候考驗,在最低氣溫達-20℃的條件下順次穿越始發洞門、黏土層、富水砂層、中間風井含鋼筋混泥土牆及富水砂層中的接收加固區,在下穿運營鐵路時實現了「零沉降」,順利完成1043環、約1.5公裡的隧道掘進任務,在掘進期間最大日進尺達29.4米,最大月進尺達432.6米。該盾構機為土壓平衡盾構機,直徑6.28米,配備了可耐-35℃低溫的主驅動,整機關鍵部件鋼結構均採用耐低溫材料,並增加了液壓泵站、變頻器等設備的輔助加熱系統,解決了盾構機在極寒溫度下連續施工難題。同時,該盾構機首次採用垂直儲帶技術的連續皮帶機,能夠儲存450米皮帶,具有佔地面積小、結構緊湊、出渣速度快等特點,特別適用於地鐵隧道施工中的渣土連續運輸,大大提高了施工效率。
莫斯科地鐵項目是我國盾構機進入歐洲的首個地鐵項目,其首條隧道的順利貫通,展示了我國盾構裝備的優越性能,標誌著我國進入歐洲的首個地鐵工程盾構施工取得重大突破,將為2020年該項目如期建成奠定堅實基礎,是我國高端地鐵隧道施工裝備進入歐洲地鐵市場的新起點。
本文關鍵詞:
1. 土壓平衡盾構機
土壓平衡盾構機是以渣土為主要介質來平衡隧道開挖面地層壓力的盾構機。推進時,盾構機前端刀盤旋轉掘削地層土體,切削下來的土體進入土倉。當土體充滿土倉時,其被動土壓與掘削麵上的土壓、水壓基本平衡,使得掘削麵與盾構面處於平衡狀態(即穩定狀態)。此時,通過控制盾構機排土量等於開挖量即可使開挖面的土體始終保持動態平衡,防止壓力失衡導致地表隆起或沉降。
2. 垂直儲帶技術
垂直儲帶技術是通過垂直儲帶倉進行延伸皮帶儲存的技術。盾構機在掘進過程中,渣土輸送皮帶需隨著盾構機的前進向前延伸,因而需要儲存一定長度的皮帶。垂直儲帶倉內安裝有一系列滾筒,利用皮帶纏繞滾筒上,在豎直狹小空間內進行皮帶儲存,並隨盾構機掘進往外延伸來實現渣土的連續運輸。
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